数字功放和模拟功放优缺点对比

zgycgc · 发表于 2016-4-2 09:59:54

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数字功放的基本电路是早已存在的D类放大器（国内称丁类放大器）。以前，由于价格和技术上的原因，这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。这几年的技术发展使数字功放的元件集成到一两块芯片中，价格也在不断下降。理论证明，D类放大器的效率可达到100%。然而，迄今还没有找到理想的开关元件，难免会产生一部分功率损耗，如果使用的器件不良，损耗就会更大些。但是不管怎样，它的放大效率还是达到90%以上。

由于功耗和体积的优势，数字功放首先在能源有限的汽车音响和要求较高的重低音有源音箱中得到应用。随着DVD家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展，尤其是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的出现，以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化，都加速了数字功放的发展。近年来，数字功放的价格呈不断下降的趋势，有关这方面的专利也层出不穷。

一、D类输出功率和消耗功率与AB类功率放大器消耗比例

采用低频音频信号调制一个固定高频频率的脉宽的一种放大器被人们称为D类放大器又有人称为数字音频放大器，他最大的特点是效率特别高（理论上可以达到100%，实际在85%以上），采用非常小的电子器件就可以制造出很大功率的音频放大器。

小功率，即1W-3W的功率放大器而言，在相同播放内容的状况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为AB=15%及D=75%。在播放1W音乐的状况下，AB类功率放大器需要消耗6.7W的功率，但D类功率放大器在同样的播放条件下只消耗1.33W。因此，使用D类功率放大器可延长电池的使用时间达5倍(6.7W/1.33W)。低功率的使用除了手机，DVD、MP3及PMP之外还有一些流行产品如iPod、手机、及数字相框。那么中功率的情况下，即10W-30W的功率放大器而言在相同播放内容以语音为主的状况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率分别为AB=25%及D=80%。

在播放10W语音的状况下，AB类功率放大器需要损耗40W的功率，但D类功率放大器在同样的条件下播放只损耗12.5Watts。因此使用D类功率放大器可降低电源的成本将近3倍(40W/12.5W)，而且D类功率放大器所产生的2.5W的热可由一般功率封装及PCB设计即可处理不必额外的散热器。在大功率输出的情况下，即100W-200W的D类数字功率放大器在汽车音响亦将占有一席之地，在此高功率之下D类功率放大器仍免不了使用散热片，但散热面积与散热量比AB类功率放大器所需的要小，由于高效率的原因，D类功率放大器可以在不启动汽车引擎的状况下有较长的使用时间而不消耗太多电瓶的电量，D类功率放大器成为现在汽车音响的主要应用产品。

二、数字功放和数字化功放、数码功放的区别

所谓的数字化功放只是在前置级上采用数字信号处理的方式，在模拟音频信号或数字音频信号输入后，采用现有的数字音频处理集成电路，实现一些比如声场处理、数字延时、混响等功能，最后再通过模拟功率放大模块进行音频放大。

虽然目前各集成电路厂家都推出了数字声场处理、数字卡拉OK和数字杜比解码集成电路。

但是由于目前功放大都只能接收模拟音频信号，所以各集成电路的接口也大多是模拟的，这就需要反复地进行模/数、数/模转换，由此会引入量化噪声，使音质恶化。
全数字功放除了针对扬声器的接口以外（这是因为目前扬声器都只能接受模拟音频信号），音频信号在功放内部都是以数字信号的方式进行处理（包括功率放大）；对于模拟音频信号，必须转化成数字信号后才能进行处理。

在已经具备数字音频的时代推出数字功放，将可能对音响技术的发展产生重大影响。

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[经验心得] 数字功放和模拟功放优缺点对比

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